개념 정리
철근콘크리트는 성질이 다른 두 재료를 묶어 서로의 약점을 메운다. 콘크리트는 압축에 강하고 인장에 약하며, 철근은 인장에 강하다. 그래서 인장을 받는 자리에 철근을 넣어 콘크리트가 갈라지려는 힘을 붙든다. 이 결합이 성립하는 데는 세 가지 조건이 있다. 첫째, 두 재료의 선팽창계수가 거의 같아 온도가 변해도 서로 어긋나지 않는다. 둘째, 콘크리트가 알칼리성이라 철근 표면에 부동태 피막이 생겨 녹슬지 않는다. 셋째, 두 재료 사이에 부착력이 있어 힘이 서로 전달된다. 부착력은 콘크리트의 압축강도·피복두께·철근 표면의 상태가 정하며 철근의 항복강도는 부착과 무관하다. 철근은 표면에 마디와 리브가 있는 이형철근(SD)이 매끈한 원형철근(SR)보다 부착력이 크고, 강종 숫자는 항복강도를 뜻해 SD400은 항복강도 400MPa이다. 피복두께는 철근 표면에서 콘크리트 표면까지의 최단거리로, 부식 방지·내화·부착력 확보를 위해 두며 중심에서 재면 철근 반지름만큼 부풀려 잡게 된다.
이해하기
철근콘크리트의 모든 규정이 「두 재료가 한 몸으로 일하게 하라」는 하나에서 나온다. 피복두께를 두는 것도, 이형철근을 쓰는 것도, 콘크리트 강도를 확보하는 것도 결국 그 결합을 지키는 일이다. 반대로 그 결합이 깨지는 자리가 곧 이 구조의 약점이 된다 — 중성화로 알칼리성이 사라지면 철근이 녹슬고, 피복이 얇으면 불에 빨리 달아오르며, 부착이 모자라면 철근이 미끄러진다.
핵심 포인트
- 콘크리트는 압축에 강하고 철근은 인장에 강해 서로를 메운다.
- 두 재료의 선팽창계수가 거의 같아 온도 변화에 함께 움직인다.
- 콘크리트의 알칼리성이 철근에 부동태 피막을 만들어 부식을 막는다.
- 부착력은 콘크리트 강도·피복두께·철근 표면이 정하며 항복강도는 무관하다.
- 피복두께는 철근 표면에서 잰다 — 중심에서 재면 반지름만큼 커진다.